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Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Nutrição
Programa de Pós-Graduação em Saúde e Nutrição
HELLEN VIDAL SANTOS
EFEITO DAS EMBALAGENS NA ESTABILIDADE DE
GELEIAS DE LARANJA DE BAIXO VALOR CALÓRICO
DURANTE O ARMAZENAMENTO
OURO PRETO – MINAS GERAIS
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HELLEN VIDAL SANTOS
EFEITO DAS EMBALAGENS NA ESTABILIDADE DE GELEIAS
DE LARANJA DE BAIXO VALOR CALÓRICO DURANTE O
ARMAZENAMENTO
Dissertação apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Saúde e Nutrição da Universidade Federal de Ouro Preto como requisito para a obtenção do título de Mestre em Saúde e Nutrição.
Orientador (a): Profa. Patrícia Aparecida Pimenta Pereira, D. SC. (DEALI/UFOP)
Co-orientador (a): Profa. Luciana Rodrigues da Cunha (DEALI/UFOP)
OURO PRETO – MINAS GERAIS
4 A meus pais Maria Doralice Alves e Alberto Vidal (in memoriam) e aos meus irmãos
Fred Vidal e Victor Vidal.
5 AGRADECIMENTOS
A Deus, autor da vida, por tantas bênçãos recebidas, por me conceder força e
sabedoria e sempre guiar os meus passos. “Em seu poder estamos nós, as nossas palavras, a nossa inteligência e as nossas habilidades. ” (Sabedoria 7,16)
Aos meus pais Alberto Vidal (in memoriam) e Maria Doralice Alves por me
ensinarem sobre a vida, me encorajarem a conquistar os meus sonhos e me ensinarem a ser forte sem perder a doçura, meu muito obrigada! Meus irmãos Fred Vidal e Victor Vidal, por serem tão essenciais em minha vida, me encorajando e ajudando de todas as formas possíveis.
Ao meu namorado Thiago Pio, pelo incentivo, paciência, apoio e todo amor prestados nessa jornada. Com você as dificuldades foram mais sutis e essa caminhada se tornou encantadora.
À minha orientadora Patrícia Aparecida e à minha co-orientadora Luciana Rodrigues, pelos ensinamentos, paciência e amizade. Sem vocês nada disso seria possível. Minha gratidão!
À professora Kelly Gandra, por compartilhar conhecimento, pela disponibilidade e amizade.
Aos alunos do curso de Ciência e Tecnologia de Alimentos, que me ajudaram nessa caminhada, especialmente Cassandra Maia, Elismara Lima, Arthur Quintão, Camila Lessa, Bruna Simoncello, e todos os outros que de alguma forma contribuíram com o meu trabalho.
Aos amigos do Curso de Pós-Graduação em Saúde e Nutrição, especialmente a Ana Clara Dias, Márcia Cristina, Michelle Barbosa, e Reginaldo Monteiro, pela ajuda em tantos momentos e compartilhamento de conhecimento.
Ao Curso de Pós-Graduação em Saúde e Nutrição, especialmente a secretária Marcella Barbosa, pela oportunidade de crescimento e auxílio prestados.
À Escola de Nutrição, pela acolhida e apoio em todas as atividades.
6 Perez e Michele Cristina, Iara Ribeiro, Gustavo Silveira, Hygor Mezadri e Patrícia Capelari. Muito obrigada pelos ensinamentos, paciência e disponibilidade.
À UFOP, que desde sempre me acolhe com carinho e me proporciona conhecimento e amadurecimento. Obrigada por toda experiência proporcionada e também pelo apoio financeiro.
À FAPEMIG, pelo apoio financeiro à minha pesquisa. À Nutramax pela doação de edulcorantes.
Cada um foi essencial para que tudo acontecesse, sem vocês nada seria possível. Gratidão!
7
“Suba o primeiro degrau com fé. Não é necessário que
você veja toda a escada. Apenas dê o primeiro passo. ”
8 RESUMO
Geleias de baixo valor calórico possuem como característica a redução de açúcar em sua composição e, para tanto, são adicionados outros ingredientes, como edulcorantes e agentes de corpo. Durante o armazenamento, podem ocorrer alterações físicas, físico-químicas, sensoriais e microbiológicas, podendo prejudicar a aceitação do produto. A embalagem à qual o produto foi acondicionado pode favorecer em maior ou menor grau tais alterações, visto que cada tipo de embalagem possui peculiaridades que podem favorecer ou prejudicar a estabilidade do alimento. Diante do exposto, este trabalho objetivou avaliar o efeito das embalagens na estabilidade de geleias de laranja de baixo valor calórico durante o armazenamento. As geleias foram avaliadas quanto aos aspectos físicos (análises colorimétrica, reológica e sinérese), físico-químicos (umidade, acidez, pH, açúcares totais), microbiológicos, sensoriais, compostos bioativos (vitamina C, compostos fenólicos e atividade antioxidante pelos métodos ABTS•+, DPPH e β -caroteno/ácido linoleico), durante o período de 6 meses de armazenamento a 25 °C. O planejamento experimental constou de um fatorial completo 2x7, sendo a embalagem (vidro e polipropileno) e o tempo de armazenamento (0, 30, 60, 90, 120, 150 e 180 dias) os fatores em estudo. Os resultados demonstraram que o tempo de armazenamento influenciou redução do pH e aumento da acidez, redução no índice de fluxo (apenas na embalagem de polipropileno), redução na intensidade do amarelo (b*), crescimento de fungos e leveduras (maior em embalagem de polipropileno), aumento da atividade antioxidante pelo método DPPH e redução de vitamina C. A luminosidade (L*), intensidade do vermelho (a*), umidade, açúcares totais, índice de consistência e compostos fenólicos totais tiveram tendência à estabilidade durante o armazenamento. Houve diferença no perfil sensorial das geleias, com aumento da intensidade e dominância do gosto doce ao final do armazenamento. A vida útil das geleias foi de 180 dias. As menores alterações ocorreram na embalagem de vidro sendo, portanto, a melhor opção para acondicionamento de geleias de laranja de baixo valor calórico.
9 ABSTRACT
Low calorie jellies have as a characteristic the reduction of sugar in their composition and, for that, other ingredients, such as sweeteners and body agents, are added. During storage, physical, physico-chemical, sensory and microbiological changes may occur, which may impair acceptance of the product. The packaging to which the product has been conditioned may favor such changes in a greater or lesser degree, since each type of packaging has peculiarities that may favor or impair the stability of the food. In view of the above, this work aimed to evaluate the effect of the packaging on the stability of low calorie orange jellies during storage. The jellies were evaluated for physical aspects (colorimetric, rheological and syneresis analyzes), physical-chemical (moisture, acidity, pH, total sugars), microbiological, sensory, bioactive compounds (vitamin C, phenolic compounds and antioxidant activity by ABTS methods +, DPPH and β-carotene / linoleic acid) during the 6-month storage period at 25 ° C. The experimental design consisted of a complete 2x7 factorial, with the packaging (glass and polypropylene) and storage time (0, 30, 60, 90, 120, 150 and 180 days) being the factors under study. The results demonstrated that storage time influenced pH reduction and acidity increase, reduction in flow rate (polypropylene packaging only), reduction in the intensity of yellow (b *), fungi and yeast growth (higher in (L *), red intensity (a *), moisture, total sugars, consistency index and total phenolic compounds tended to be stable during storage . There was a difference in the sensory profile of the jellies, with an increase in the intensity and dominance of sweet taste at the end of storage. The shelf life of the jellies was 180 days. The smallest changes occurred in the glass packaging and are therefore the best option for packaging low-calorie orange jellies.
10 SUMÁRIO
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ... 13
1 INTRODUÇÃO... 14
2 OBJETIVOS ... 16
2.1 OBJETIVO GERAL ... 16
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 16
CAPÍTULO I: REVISÃO CIENTÍFICA 1 PROCESSO DE PRODUÇÃO DAS GELEIAS DE BAIXO VALOR CALÓRICO... 18
2 DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES DAS GELEIAS DE BAIXO VALOR CALÓRICO ... 20
2.1 FRUTA... 20
2.1.1LARANJA ... 23
2.2 AÇÚCAR... 26
2.3 EDULCORANTES... 27
2.3.1SUCRALOSE ... 28
2.3.2ACESSULFAME-K... 30
2.4 AGENTES GELIFICANTES ... 31
2.4.1PECTINA ... 32
2.4.2GOMAS (HIDROCOLÓIDES)... 37
2.4.2.1 Goma Carragena ... 37
2.4.3INTERAÇÃO DOS AGENTES GELIFICANTES ... 39
2.5 AGENTES DE CORPO... 40
2.5.1POLIDEXTROSE ... 41
2.6 AGENTES CONSERVANTES... 42
2.6.1SORBATO DE POTÁSSIO ... 43
3 FATORES RELACIONADOS À ESTABILIDADE DAS GELEIAS... 44
3.1 COR... 44
3.2 UMIDADE ... 46
3.3 pH ... 48
3.4 TEMPERATURA ... 50
11
3.6 SINÉRESE ... 54
3.7 COMPOSTOS BIOATIVOS ... 55
3.8 EMBALAGEM ... 56
3.9 DEGRADAÇÃO MICROBIOLÓGICA... 59
REFERÊNCIAS ... 60
CAPÍTULO II: EFEITO DAS EMBALAGENS NOS PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS, FÍSICOS E MICROBIOLÓGICOS DE GELEIAS DE LARANJA DE BAIXO VALOR CALÓRICO DURANTE O ARMAZENAMENTO RESUMO ... 78
ABSTRACT ... 79
1 METODOLOGIA ... 80
1.1 MATERIAIS... 80
1.2 MÉTODOS... 80
1.2.1 PROCESSAMENTO DAS LARANJAS (PERA RIO)... 80
1.2.2 ELABORAÇÃO DAS GELEIAS DE LARANJA DE BAIXO VALOR CALÓRICO ... 80
1.2.3 AVALIAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DAS GELEIAS DE LARANJA DE BAIXO VALOR CALÓRICO... 81
1.2.4 AVALIAÇÃO FÍSICA DAS GELEIAS DE LARANJA DE BAIXO VALOR CALÓRICO ... 81
1.2.4.1 Avaliação Colorimétrica... 81
1.2.4.2 Análise Reológica ... 82
12
1.2.5 AVALIAÇÃO MICROBIOLÓGICA... 83
1.2.5.1 Determinação de Coliformes Totais ... 83
1.2.5.2 Determinação de fungos e leveduras ... 84
1.2.5.3 Padrões Microbiológicos ... 84
1.2.6PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL E ANÁLISE ESTATÍSTICA ... 84
2 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 85
2.1 PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS ... 85
2.2 PARÂMETROS FÍSICOS ... 89
2.2.1DEGRADAÇÃO DA COR ... 89
2.2.2ANÁLISE REOLÓGICA ... 91
2.2.3AVALIAÇÃO DA SINÉRESE ... 94
2.3 PARÂMETROS MICROBIOLÓGICOS ... 95
3 CONCLUSÃO ... 97
REFERÊNCIAS ... 99
CAPÍTULO III: EFEITO DAS EMBALAGENS NA ESTABILIDADE DE COMPOSTOS BIOATIVOS E ATIVIDADE ANTIOXIDANTE DE GELEIAS DE LARANJA DE BAIXO VALOR CALÓRICO DURANTE O ARMAZENAMENTO RESUMO ... 105
ABSTRACT ... 106
1 METODOLOGIA ... 107
1.1 PROCESSAMENTO DAS LARANJAS (PERA RIO) E ELABORAÇÃO DAS GELEIAS DE LARANJA DE BAIXO VALOR CALÓRICO ... 107
1.2 AVALIAÇÃO DOS COMPOSTOS BIOATIVOS E DA ATIVIDADE ANTIOXIDANTE DAS GELEIAS DE LARANJA DE BAIXO VALOR CALÓRICO ... 107
1.2.1DETERMINAÇÃO DE ÁCIDO ASCÓRBICO (VITAMINA C)... 107
1.2.2OBTENÇÃO DOS EXTRATOS DAS AMOSTRAS PARA ANÁLISE DE COMPOSTOS FENÓLICOS E PARA A ATIVIDADE ANTIOXIDANTE... 108
13
1.2.3 ANÁLISE DA ATIVIDADE ANTIOXIDANTE ... 109
1.2.3.1 Avaliação da capacidade antioxidantes pelo método DPPH ... 109
1.2.3.2 Análise da Atividade Antioxidante pelo Método ABTS•+ ... 109
1.2.3.3 Método Sistema β-caroteno/ácido linoléico ... 110
1.2.4DELINEAMENTO EXPERIMENTAL E AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS ... 110
2RESULTADOSEDISCUSSÃO... 111
3CONCLUSÃO... 118
REFERÊNCIAS... 119
CAPÍTULO IV: EFEITO DAS EMBALAGENS NA ESTABILIDADE SENSORIAL DE GELEIAS DE LARANJA DE BAIXO VALOR CALÓRICO DURANTE O ARMAZENAMENTO RESUMO... 123
ABSTRACT... 124
1METODOLOGIA... 125
1.1 PROCESSAMENTO DAS LARANJAS (PERA RIO) E ELABORAÇÃO DAS GELEIAS DE LARANJA DE BAIXO VALOR CALÓRICO ... 125
1.2 AVALIAÇÃO SENSORIAL ... 125
1.2.1.TESTE DE DOMINÂNCIA TEMPORAL DAS SENSAÇÕES (TDS) E TEMPO-INTENSIDADE (TI). 125 1.2.1.1 Seleção de provadores para TI e TDS ... 125
1.2.1.2 Tempo-intensidade (TI) ... 126
1.2.1.3 Dominância Temporal das Sensações (TDS) ... 126
1.2.3PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL E AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS ... 127
2RESULTADOSEDISCUSSÃO... 128
3CONCLUSÃO... 133
REFERÊNCIAS... 134
ANEXOI... 136
14 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Aa Atividade de Água
ABD Ágar Batata Dextrose
ABTS 2,2-azinobis 3-etilbenzotiazolina-6-ácido sulfônico
AGE Ácido Gálico Equivalente
ANOVA Análise de Variância
AOAC Association of Official Analytical Chemists
ATM Alto Teor de Metoxilação
BOD Demanda Bioquímica de Oxigênio
BTM Baixo Teor de Metoxilação
C Chalcona
CaCl2 Cloreto de Cálcio
DCFI 2,6 – diclorofenolindofenol
DPPH 2,2-difenil-1- picril-hidrazil
FDA Food and Drug Administration (Administração de
Comidas e Remédios)
FOS Frutooligossacarídeo
IAL Instituto Adolfo Lutz
IDA Ingestão Diária Aceitável
KCl Cloreto de Potássio
LBG Goma de Alfarroba
pH Potencial Hidrogeniônico
PP Polipropileno
RDC Resolução da Diretoria Colegiada
RPM Rotação por Minuto
SEM Standard Error Mean (Erro Padrão da Média)
TACO Tabela Brasileira de Composição de Alimentos
TDS Dominância Temporal das Sensações
TI Tempo-Intensidade
UFC Unidade Formadora de Colônia
15 1 INTRODUÇÃO
O consumo de frutas tem sido cada vez mais incentivado devido às diversas evidências que demonstram a importância dessas na saúde humana e na prevenção de doenças. Além de serem saborosas, possuem propriedades funcionais que auxiliam na manutenção da saúde. Porém, são altamente perecíveis. Dessa forma, produtos que contenham frutas em sua composição e com baixo valor calórico estão sendo muito procurados pelos consumidores, pois representam uma boa opção de alimentos saudáveis (KROLOW, 2013; CUNHA, 2016).
Geleias são produtos de frutas elaborados a partir de frutas inteiras, pedaços, ou sementes, sendo que as frutas podem ser processadas por secagem, desidratação, cocção, laminação, fermentação, congelamento, concentração ou outro processo tecnológico que seja considerado seguro para a produção de alimentos (BRASIL, 2005). As frutas devem ser colhidas no estágio ótimo de maturação, pois frutas verdes possuem deficiência em diversos aspectos sensoriais, como sabor, aroma e cor, e as frutas muito maduras não formam gel, devido a perdas de pectina por ação enzimática (CUNHA, 2016). Geleias devem possuir aspecto gelatinoso de forma que ao sair do seu recipiente, mantenham-se na forma semissólida (BRASIL, 2005).
Durante o armazenamento de geleias, diversas alterações físicas, físico-químicas, sensoriais e microbiológicas podem ocorrer, podendo prejudicar a aceitação e a segurança do produto. O desafio é ainda maior quando se trata de geleias de baixo valor calórico. Para elaboração de um produto com restrição energética é necessária a substituição de alguns componentes, redução de outros, e o maior desafio é manter as características sensoriais do produto mesmo com essas substituições (NACHTIGALL et al., 2004). A elaboração de geleia de baixo valor calórico com características mais próximas possíveis da geleia convencional é uma busca constante.
16 plástico. Pode haver uma perda no fator de proteção com uso de embalagens de plástico, já que não possuem a mesma inércia química do vidro, porém é importante analisar se essa perda representa um risco ou se é possível balancear esse fator para se obter benefícios econômicos (JORGE, 2013).
Durante o armazenamento de geleias a degradação pode ocorrer pela incidência da luz sobre o produto favorecendo o processo de fotodegradação, que afeta principalmente o conteúdo de compostos bioativos. Além disso, pode ocorrer passagem de oxigênio que irá favorecer a oxidação do alimento, proporcionando alterações na coloração, aroma, dentre outros. Por isso é importante avaliar o tipo de embalagem que será utilizada para acondicionamento, além de outras condições ambientais, como temperatura de armazenamento e tempo de estocagem (AZEREDO, 2012; CUNHA, 2016).
17
2 OBJETIVOS
2.1OBJETIVO GERAL
Avaliar o efeito das embalagens na estabilidade físico-química, física, microbiológica, de compostos bioativos e sensorial de geleias de laranja de baixo valor calórico durante o armazenamento.
2.2OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Avaliar a estabilidade de geleias de laranja de baixo valor calórico quanto a suas características físico-químicas (pH, acidez, umidade, açúcares totais) de acordo com o tipo de embalagem utilizada;
Avaliar o efeito das embalagens na estabilidade de geleias de laranja de baixo valor calórico quanto a suas características físicas (cor, reologia, sinérese); Avaliar o efeito das embalagens na estabilidade de geleias de laranja de baixo
valor calórico quanto a suas características microbiológicas (coliformes totais e fungos e leveduras);
Avaliar a degradação dos compostos bioativos (compostos fenólicos totais e vitamina C) e da atividade antioxidante das geleias de laranja de baixo valor calórico durante o armazenamento em diferentes embalagens;
Avaliar possíveis alterações sensoriais em geleias de laranja de baixo valor calórico durante a estocagem relacionando-as com o tipo de embalagem utilizada; Determinar a vida útil de geleias de laranja de baixo valor calórico a temperatura
18 CAPÍTULO I
19
1 PROCESSO DE PRODUÇÃO DE GELEIAS DE BAIXO VALOR
CALÓRICO
Geleias são produtos de frutas que consiste na utilização de frutas inteiras, pedaços, ou sementes, sendo que as frutas podem ser processadas por secagem, desidratação, cocção, laminação, fermentação, congelamento e/ou concentração ou qualquer outro processo tecnológico que possua segurança alimentar (BRASIL, 2005).
Para o processamento de geleias de forma geral, a primeira etapa é a escolha e seleção da fruta e, em seguida, a lavagem e o despolpamento. A dissolução prévia da pectina em açúcar ou água é uma forma de hidratá-la antes de misturar aos outros ingredientes da geleia para evitar a formação de grumos (REZENDE et al., 2013). Após hidratação da pectina, ocorre o processo de concentração que, em escala industrial pode ser realizada à pressão atmosférica, feito em tachos abertos, com camisa de vapor e agitador mecânico, ou pelo método à vácuo. A concentração consiste na remoção de parte da água existente no alimento e é importante para a conservação, acondicionamento, transporte e estocagem do produto (TORREZAN, 1998). A utilização do tacho à vácuo é interessante, pois esse equipamento trabalha a baixa pressão, o que permite utilizar baixas temperaturas. Além de ter vantagens como permitir o processamento de maior quantidade de geleia sem incorrer na caramelização, possibilitando, assim, melhor conservação das características sensoriais da fruta, reduzindo o grau de hidrólise da pectina, além de e retendo maior quantidade de compostos bioativos (GAVA, 1984; LOPES, 2007). Após o processo de concentração até 65 °Brix, é feito o envase a quente e fechamento das embalagens e, em seguida, a rotulagem e armazenamento (TORREZAN, 1998; REZENDE et al., 2013).
O mecanismo básico para a elaboração de geleias de baixo valor calórico é a redução da sacarose e, consequentemente, a adição de edulcorantes, agentes gelificantes, agentes de corpo e conservantes. Os edulcorantes são substâncias diferentes da sacarose, mas que conferem sabor doce aos alimentos. São utilizados em pequenas quantidades, pois possuem poder adoçante maior que o da sacarose, mas podem deixar um gosto residual amargo. Podem ser utilizados de forma isolada ou em combinação com outros edulcorantes (CARVALHO, 2007).
20 baixo valor calórico utiliza-se a pectina de baixo teor de metoxilação (BTM). A utilização da pectina BTM em geleias de baixo valor calórico deve-se ao fato de essa pectina apresentar características estruturais que lhe proporcionam a capacidade de formação de gel mesmo em baixas concentrações de açúcar (POIANA et al., 2013).
A quantidade de pectina adicionada à geleia é um fator importante, pois está relacionada a diversos parâmetros físicos, físico-químicos e sensoriais, como textura e coloração (ISLAM; MONALISA; HOQUE, 2012). Broomes e Badrie (2010) estudaram o efeito da adição de diferentes concentrações de pectina BTM em geleia de hibiscos de baixo valor calórico, em relação aos parâmetros físico-químicos e sensoriais. As concentrações utilizadas foram de 1,5, 2,0 e 2,5%. Os autores perceberam que a concentração de 2,5% favoreceu uma textura mais firme, porém houve um aumento no teor de umidade e redução na atividade de água, devido à capacidade de a pectina BTM capturar água em suas matrizes. A geleia com a concentração de 1,5% de pectina foi a que apresentou maior aceitação pelos provadores. Islam, Monalisa e Hoque (2012), avaliaram o efeito de diferentes concentrações de pectina ATM no processamento, estabilidade e aceitação de geleias de morango. A concentração de 1,5% foi a mais aceita pelos avaliadores, em relação à cor, sabor, textura e aceitabilidade global. Licodiedoff (2008) demonstrou em seu trabalho que quando se utiliza pectina de rápida gelificação, como a pectina ATM, uma concentração de 1,0% é eficaz para o processo de gelificação, além de reduzir a sinérese durante a estocagem. Mas Rosa et al. (2011) elaboraram geleia de abacaxi com hortelã zero açúcar utilizando 1,0% de pectina BTM e os resultados dos parâmetros físico-químicos e sensoriais demonstraram-se adequados. Guichard et al. (1991) avaliaram a influência da concentração da pectina e do grau de metoxilação nas características sensoriais e compostos voláteis em doces de morango e os resultados demonstraram que uma concentração de 0,6% de pectina BTM favoreceu textura adequada e sabor ideal.
21 Como é necessária a redução de açúcar para elaboração de geleias de baixo valor calórico, é importante utilização de agentes de corpo que proporcionam aumento de volume sem contribuir para o valor energético do alimento. Os agentes de corpo mais utilizados são polidextrose, inulina, frutose, sorbitol e maltitol (FLOOD; AUERBACH. CRAIG, 2004; PROBERT et al., 2004).
A adição de agentes conservantes, como o sorbato de potássio (máximo 0,1g/100g do produto) (BRASIL, 2013) é importante, já que o açúcar exerce papel na conservação reduzindo a atividade de água e, no caso das geleias de baixo valor calórico, esse ingrediente estará reduzido (CUNHA, 2016).
2 DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES DAS GELEIAS DE BAIXO VALOR
CALÓRICO
2.1 FRUTA
As frutas utilizadas para o preparo de geleias podem ser utilizadas em sua totalidade ou em partes, como por exemplo, as sementes. Podem ser obtidas por processo de secagem e ou desidratação e ou fermentação e ou laminação e ou cocção e ou congelamento. (BRASIL, 2005). Quando congeladas, é importante verificar se não passaram por processo de descongelamento durante o armazenamento, pois isso pode comprometer a qualidade das mesmas (KROLOW, 2013).
22 Quadro 1: Classificação de algumas frutas de acordo com o teor de pectina e acidez
Fruta
Pectina Acidez
Rica Média Pobre Alta Média Baixa
Abacaxi X X
Acerola X X
Ameixa-do-japão (amarela ou vermelha)
X X
Araça (roxo) X X
Banana (d’água ou nanica) X X
Caja Manga X X
Caju X X
Caqui X X
Carambola (ácida) X X
Carambola (doce) X X
Figo Maduro X X
Figo verde e de vez X X
Fruta-do-conde X X
Goiaba (vermelha madura e de vez) X X
Groselha X X
Jabuticaba (comum) X X
Jabuticaba (ponhema) X X
Jabuticaba (sabará) com casca X X
Jabuticaba (sabará) sem casca X X
Laranja (baia e pêra) – fruta inteira X X
Limão (cidra e siciliano) X X
Maçã (ácida, argentina) X X
Maçã (ohio beauty e são joão – amarela de vez e madura)
X X
23
Fruta Pectina Acidez
Rica Média Pobre Alta Média Baixa Manga (espadão e santa
alexandrina)
X X
Mamão X X
Manga (espada) X X
Maracujá (amarelo e roxo) - suco X X
Marmelo X X
Morango X X
Néspera X X
Pêra d’água madura X X
Pêssego amarelo maduro X X
Pêssego verde X X
Pitanga X X
Romã X X
Uva (ananás, catawa e empire state)
X X
Uva (isabel e Niágara) X X
Uvaia X X
Fonte: TORREZAN, 1998
As frutas utilizadas na elaboração das geleias exercem influência em diversos parâmetros do produto final, como por exemplo, aspectos reológicos, cor e aroma. As fibras presentes nas frutas influenciam na textura, e o grau de maturação influencia o aroma e coloração das geleias (JAVANMARD; ENDAN, 2010)
24 e o centro do espaço) e a geleia de abacaxi apresentou o menor valor desse parâmetro. As geleias contendo laranja e abacaxi apresentaram maiores valores de luminosidade, intensidade de vermelho e amarelo. Todas as geleias apresentaram boa coloração, não sendo necessária a utilização de corantes artificiais. Mas, de acordo com os dados da avaliação sensorial, as geleias de abacaxi e mamão foram as mais preferidas em relação à aparência geral, cor e sabor.
Mazur et al. (2014) avaliaram os efeitos da maturação e cultivar na composição química de morangos utilizados na elaboração de geleias e sua relação com a estabilidade durante o armazenamento. Foram utilizados morangos em três fases de maturação (quase maduro, maduro e totalmente maduro) e três cultivares diferentes. Os autores perceberam que a maturação dos frutos e o cultivar afetaram significativamente os parâmetros de cor e estabilidade de compostos fenólicos das geleias durante o armazenamento. Os frutos completamente maduros apresentaram maior estabilidade de cor e de compostos fenólicos durante o armazenamento, sendo que o teor de compostos fenólicos variou de acordo com o cultivar.
García-Martínez et al. (2002) estudaram o efeito da osmodesidratação de frutas nas características de geleias. Foram utilizados kiwi e laranja após desidratação com solução osmótica, e as geleias foram avaliadas em relação à cor, textura, atividade de água, sólidos solúveis, umidade, pH e acidez. A utilização das frutas osmodesidratadas proporcionaram maior teor de sólidos solúveis e melhor preservação da cor, porém a consistência ficou comprometida, provavelmente devido a não incorporação da pectina das frutas nesse processo. Em relação aos outros parâmetros avaliados, as geleias com frutas osmodesidratadas apresentaram características comparáveis às geleias preparadas pelo método tradicional (tratamento térmico).
2.1.1 LARANJA
A laranja (Citrus sinensis L. Osbeck), da família Rutaceae teve origem no sul
25 Figura 1: Origem e distribuição da laranja no mundo. Fonte: NEVES et al., 2010.
No Brasil, a laranja encontrou melhores condições de vegetação do que em seus próprios países de origem e então se expandiu por todo território brasileiro. Vários estados destacaram-se no cultivo e produção da laranja, mas em 1920, foi criado o primeiro núcleo citrícola nacional, no Estado do Rio de Janeiro, que abastecia as cidades do Rio de Janeiro e São Paulo, além de realizar exportações para a Inglaterra e Argentina. As variedades mais consumidas da laranja são Bahia, Pera, Lima e Valência. Apesar de origem ainda desconhecida, a variedade Pera é a variedade cítrica mais importante no Brasil, sendo amplamente utilizada na indústria e no mercado (DONADIO, 1999; NEVES et al., 2010).
O Brasil participa com 76% da exportação mundial de suco de laranja com produção de 14, 6 milhões de toneladas em 2016/17 (MAPA, 2017). A variedade Pera é a mais produzida no Brasil, pois possui melhor rendimento, maior preferência pelo seu suco e maior benefício para as indústrias quanto à sua época de produção (DONADIO, 1999).
26 Quadro 2: Composição nutricional centesimal do suco de laranja, variedade Pera.
Umidade (%) 91
Energia (Kcal) 33
Proteína (g) 1
Lipídeos (g) Tr
Colesterol (mg) 0
Carboidrato (g) 8
Fibra Alimentar (g) <0,1
Cinzas (g) 0,3
Cálcio (mg) *
Magnésio (mg) 8
Manganês (mg) Tr
Fósforo (mg) 14
Ferro (mg) Tr
Sódio (mg) <0,2
Potássio (mg) 149
Cobre (mg) 0,01
Zinco (mg) Tr
Retinol (mcg) 0
Tiamina (mg) <0,02
Riboflavina (mg) <0,02
Piridoxina (mg) <0,02
Niacina (mg) *
Vitamina C (mg) 73
FONTE: TACO, 2004.
27 na melhora da pressão arterial e perfil lipídico e redução de risco de doenças cardiovasculares (JACQUES; RAMÍREZ; HÜBSCHER, 2011; AREAS; MOURA, 2012; COELHO; HERMSDORFF; BRESSAN, 2013). Além disso, o consumo da fruta auxilia nas funções intestinais devido ao alto conteúdo de fibras, principalmente no bagaço e na polpa (NEVES et al., 2010).
Couto e Canniatti-Brazaca (2010) avaliaram o conteúdo de vitamina C e atividade antioxidante de diferentes variedades de laranja e tangerina. Os autores observaram que a maior quantidade de vitamina C e atividade antioxidante foi encontrada nas laranjas, sendo que a variedade influenciou a composição das frutas. Gao et al. (2006) estudaram a ação da naringenina, flavonoide presente na laranja, no reparo do DNA em células de câncer de próstata. Os resultados demonstraram que a exposição à naringenina reduziu o dano oxidativo, indicando que a naringenina estimula o reparo do DNA prevenindo alterações mutagênicas.
2.2AÇÚCAR
O açúcar é utilizado em geleias de forma a fornecer doçura, sabor, auxiliar na textura, formação do gel, e ainda como agente conservante, reduzindo o crescimento de micro-organismos (HYVӦNEN; TӦRMA, 1983; JAVANMARD; ENDAN, 2010). O açúcar mais utilizado na elaboração de geleias convencionais é a sacarose, pois possui baixa tendência à recristalização. A maior parte desse açúcar é adicionado junto à polpa da fruta no início do processo e uma pequena parte é separada para ser adicionada à pectina, de modo que ocorra uma hidratação dessa e, posteriormente, são adicionados à mistura inicial (LICODIEDOFF, 2008; KROLOW, 2013).
Durante a cocção, em meio ácido, a sacarose passa por um processo de inversão e/ou hidrólise, onde é convertida parcialmente em glicose e frutose. Esse processo é necessário pois evita cristalização da sacarose durante o período de armazenamento. Porém, o teor de sólidos solúveis deve ser controlado (65 – 68 °Brix) para que não ocorra pré-gelificação que irá provocar enfraquecimento do gel. A quantidade de açúcar deve variar de acordo com o tipo de pectina utilizado (LICODIEDOFF, 2008; CUNHA, 2016).
28 da cadeia. A sacarose se agrega dentro da estrutura tridimensional da rede de pectina, resultando em características elásticas mais fortes, porém em concentrações maiores que 60 % ocorre enfraquecimento da rede de gel da pectina. Quando se reduz ou até mesmo retira totalmente o açúcar a estrutura da rede e emaranhamento da pectina no sistema são alterados drasticamente, provocando textura mais fraca e menos estável (ACOSTA et al., 2006; BASU et al., 2011).
Maurer, Junghans e Vilgis (2012) estudaram o impacto da adição de diferentes açúcares (frutose e sacarose) em diferentes concentrações (20, 40 e 60 %) e goma xantana nas propriedades viscoelásticas de géis de agarose. Os autores perceberam que adição desses carboidratos influenciou as propriedades reológicas dos géis de agarose. Uma concentração de até 40 % de sacarose foi eficiente para aumentar a elasticidade dos géis, porém quando a concentração foi de 60 % a elasticidade diminuiu. Esse efeito é explicado pelos autores pelo fato de haver inibição da formação de agregados quando há elevado nível de co-solutos. Além disso, o alto teor de sacarose favoreceu maior retenção de água e formação de géis mais claros. Porém, quando se adiciona a goma xantana, as alterações relacionadas com a quantidade de açúcar não são significativas.
2.3EDULCORANTES
A grande preocupação da população com a saúde e a qualidade de vida fez crescer o consumo de alimentos com baixo teor de açúcares e gorduras. Dessa forma, o uso de edulcorantes tem se tornado uma alternativa viável para substituir o açúcar nos alimentos sem prejudicar o sabor (MARCELLINI; CHAINHO; BOLINI, 2005; SOUZA et al., 2013a).
De acordo com a Portaria nº 540, de 27 de outubro de 1997, edulcorante é definido como uma substância diferente dos açúcares que confere sabor doce ao alimento. Esses pertencem a classe de aditivo alimentar por se tratar de um ingrediente adicionado intencionalmente aos alimentos, sem o propósito de nutrir, e com o objetivo de modificar as características físicas, químicas ou sensoriais, durante a produção do alimento como um todo (BRASIL, 1997).
29 dosagem correta para o uso, pois os mesmos compostos podem gerar gosto residual e persistência do gosto doce no alimento (CAVALLINI; BOLINI, 2005).
O uso dos aditivos alimentares, como os edulcorantes, é justificado por razões tecnológicas, sanitárias, nutricionais ou sensoriais, desde que seus níveis totais de concentração não superem os valores de ingestão diária aceitável (IDA). A RDC nº 18 dispõe sobre os limites máximos para o uso do produto pronto para o consumo. A mesma RDC justifica o uso dos edulcorantes para alimentos em que houve redução parcial ou total de açúcares (BRASIL, 2008).
Os edulcorantes são classificados em naturais e artificiais e calóricos e não calóricos. Os artificiais não calóricos liberados para o consumo humano são acessulfame-k, ciclamato, sacarina e sucralose. O edulcorante artificial calórico é o aspartame (4 kcal/g). Já os edulcorantes naturais calóricos são frutose (4 kcal/g), lactose (4 kcal/g), manitol (2,4 kcal/g), sorbitol (4 kcal/g), xilitol (4 kcal/g) e maltodextrina (4 kcal/g). O edulcorante natural não calórico é a stévia (CARVALHO, 2007).
Os edulcorantes mais utilizados são: aspartame, sacarina, ciclamato, acessulfame-k, sucralose e stévia.
2.3.1 SUCRALOSE
30 Figura 2: Fórmula estrutural da sucralose. Fonte: KIMURA et al., 2005
Devido à grande estabilidade de suas ligações carbono-cloro, não ocorre hidrólise durante a digestão e metabolismo. Portanto, sua excreção ocorre de forma completa e muito rápida por meio das fezes. Não possui efeito na glicose ou nas enzimas que participam da regulação do metabolismo de carboidratos, sendo indicado o seu uso para portadores de diabetes (SHANKAR; AHUJA; SRIRAM, 2013). Não existem evidências cientificamente comprovadas a respeito de efeitos adversos em humanos no consumo de sucralose dentro dos valores recomendados (GOLDSMITH, 2000; WHITEHOUSE; BOULLATA; MCCAULEY, 2008; GONZÁLEZ, 2013). Apesar da presença de cloro em sua composição, a quantidade é bem inferior à encontrada em diversos alimentos e até mesmo na água clorada. O consumo diário de alimentos fontes de cloro além da sucralose não apresenta riscos, pois essas quantidades são facilmente metabolizadas pelo organismo (GONZÁLEZ, 2013; ABOLILA et al., 2015). Goldsmith (2000) estudou a toxicidade aguda e subcrônica da sucralose em ratos e cães beagle
avaliando o consumo de alimentos, ganho de peso de alguns órgãos e alterações histopatológicas, utilizando as doses de 1, 2,5 e 5 % em ratos e 0,3, 1 e 3 % em cães. O resultado desse estudo demonstrara que as doses de 1 % (737 mg/kg de peso corporal) e 2,5 % (1287 mg/kg de peso corporal) não promovem toxicidade em ratos, porém a dose de 5 % (3000 mg/kg/dia) favorece alterações histopatológicas em ratos. Em cães, não houve alterações significativas. Rodero (2010) estudou o efeito da sucralose no rim fetal de ratas e foi possível perceber nesse estudo que o peso fetal e o comprimento do cordão umbilical do grupo que foi tratado com sucralose (30 mg/kg de peso) foi significativamente menor que o grupo controle. Isso sugere que pode ocorrer uma passagem desse edulcorante pela placenta, o que demonstra ser necessária uma análise cuidadosa do uso deste edulcorante pelas gestantes.
31 aceitação. Os edulcorantes estudados foram sucralose, mistura de sucralose/acessulfame-k/neotame, sucralose/esteviol, sucralose/acessulfame-k e sucralose/taumatina. Os autores perceberam que a sucralose foi o edulcorante que apresentou melhor doçura em relação à sacarose. O teste de tempo-intensidade demonstrou não haver diferença significativa entre os edulcorantes e a análise sensorial demonstrou não haver diferença significativa entre a geleia convencional e a geleia com baixo teor de açúcar utilizando os diversos tipos de edulcorantes. Esse estudo corrobora com o estudo de Khouryieh, Aramouni e Herald (2005), que avaliaram os aspectos físicos, químicos e sensoriais de geleia de fruta com baixo teor calórico utilizando sucralose como edulcorante. A geleia de frutas com sucralose apresentou boa aceitação global pelos avaliadores.
2.3.2 ACESSULFAME –K
O acessulfame-k (potassium 6-methyl-2,2-dioxo-2H-1,2 λ 6,3-oxathiazin-4-olate) (Figura 3) é um adoçante sintético não calórico descoberto em 1967 por pesquisadores alemães. O seu potencial adoçante é cerca de 180 - 200 vezes maior que o da sacarose. Possui alta resistência ao armazenamento prolongado e altas temperaturas. A IDA para esse edulcorante é de 15 mg/kg de peso corporal e a quantidade máxima permitida para utilização em alimentos é 0,035 g/100g do produto (CARVALHO, 2007; BRASIL, 2008; SHANKAR; AHUJA; SRIRAM, 2013).
Figura 3: Fórmula estrutural do acessulfame-k. Fonte: CARVALHO, 2007.
32 demonstram evidências que não existe relação do seu consumo com o aparecimento de câncer, alterações metabólicas, neurotoxicidade, crescimento e fertilidade, teratogenicidade, cefaleia, convulsões, alterações no comportamento e capacidade de aprendizagem, dentre outros (BROWN; BANATE; ROTHER, 2010; GARDNER et al., 2012; DURÁN; CORDÓN; RODRÍGUEZ, 2013; GONZÁLEZ, 2013; SHANKAR; AHUJA; SRIRAM, 2013). Sua excreção ocorre por meio dos rins, sendo que o subproduto de sua metabolização é a acetoacetamida, que é tóxica em doses elevadas (acima de 15g/kg de peso corporal) (HERNÁNDEZ, 2008). Porém, as quantidades utilizadas de acessulfame-k são insuficientes para causar algum risco para a segurança do consumidor. Além disso, não há evidências do seu acúmulo no organismo (SHANKAR; AHUJA; SRIRAM, 2013).
Nachtigall, Zambiazi e Carvalho (2004a) estudaram as características físicas e químicas de geleias light de hibisco utilizando como edulcorantes a sucralose,
acessulfame-k e a combinação dos dois em diferentes proporções. Os autores puderam perceber que a formulação com acessulfame-k apresentou um valor mais baixo de pH, mas manteve-se estável durante seis meses de estocagem em relação a esse parâmetro e a todos os outros avaliados. Mendonça et al. (2005) estudaram as características sensoriais de compotas de pêssego utilizando como edulcorantes a sucralose, acessulfame-k e a combinação dos dois. Foi possível perceber nesse estudo que a compota com acessulfame-k apresentou maior grau de acidez quando comparada às outras amostras, porém, quando se utilizou a combinação dos dois edulcorantes não houve diferença significativa entre a acidez e o sabor nas amostras avaliadas, demonstrando um efeito sinérgico benéfico na associação dos dois edulcorantes.
2.4AGENTES GELIFICANTES
33 forças intermoleculares, como as ligações de hidrogênio, forças de Van der Walls, forças eletrostáticas e interações hidrofóbicas (BANERJEE; BHATTACHARYA, 2012). As regiões associadas são conhecidas como zonas de junção, que são formadas por dois ou mais polímeros correntes. Essas zonas de junção constituem a base para a característica tridimensional de um gel. O mecanismo depende da temperatura, pH, presença de íons, concentração e natureza dos agentes gelificantes, dentre outros (SAHA; BHATTACHARYA, 2010).
A utilização de agentes gelificantes tem sido bastante empregada na indústria alimentícia de forma que quando adicionadas a alimentos favorecem o aumento da viscosidade e/ou auxiliam no processo de gelificação, auxiliando nas características texturais dos produtos (STEVENS et al., 2013; DEMIRCI; YILMAZ; DEMIRCI, 2014). Os agentes gelificantes mais utilizados em alimentos são a pectina e as gomas carragena, xantana, locusta, guar e gelana (NACHTIGALL et al., 2004; SAHA; BHATTACHARYA, 2010; TOKER et al., 2013).
2.4.1PECTINA
A pectina é um conjunto de polissacarídeos naturais que possui função estrutural e funcional, constituindo a parede celular de células vegetais, apresentando-se na natureza sob as formas de protopectina, ácidos pectínicos e ácidos pécticos (TORREZAN, 1998; NUNES, 2013; POIANA et al., 2013; CUNHA, 2016). Possui estrutura hidrofílica complexa, altamente ramificada e rica em ácido D-galacturônico que são ligados de forma
34 esterificados é denominado como grau de metoxilação. Quando se possui mais de 50 % de grupos esterificados a pectina pode ser denominada de alto teor de metoxilação (ATM) (Figura 4a) e pectinas com menos de 50 % de grupos esterificados são denominadas pectinas com baixo teor de metoxilação (BTM) (Figura 4b). Na elaboração de geleias convencionais é utilizada a pectina ATM, que forma gel quando se tem um meio contendo maior quantidade de açúcar e um pH em torno de 3 (ARÉVALO-PINEDO et al., 2013). Em geleias de baixo valor calórico, são utilizadas as pectinas BTM que formam géis sem a necessidade de uma quantidade específica de açúcares, como acontece na pectina ATM, porém necessitam de íons bivalentes, como o cálcio, para a formação de géis (NACHTIGALL et al., 2004; ZAMBIAZI; CHIM; BRUSCATTO, 2006; ARÉVALO-PINEDO et al., 2013).
Figura 4: Estrutura molecular da pectina de alto teor de metoxilação (a) e de baixo teor de metoxilação (b). Fonte: CUNHA, 2016.
A pectina, quando adicionada aos produtos, tem a função de formar géis pois apresenta a característica de envolver em sua estrutura a água, proporcionando o aspecto viscoso à solução (CELESTINO, 2013). O processo de gelificação é um fenômeno coloidal que depende da concentração e tipo de pectina utilizado, além da quantidade de açúcar e ácido adicionados, favorecendo a formação de uma rede tridimensional (POIANA et al., 2013; CUNHA, 2016).
35 altamente hidratadas e carregadas negativamente, favorecendo a repulsão entre as micelas. Quando se adiciona o ácido, ocorre liberação de íons H+ favorecendo redução
do campo negativo e consequentemente aproximação entre as micelas. Ainda assim não ocorre a formação do gel devido à presença de água ao redor das micelas. Dessa forma, o açúcar exerce papel fundamental, pois se liga na água deixando menor quantidade dessa molécula disponível, o que aproxima ainda mais as micelas de pectina (PEREIRA, 2009; SANTOS, 2012). Os géis formados ao se utilizar a pectina ATM não são termorreversíveis, ou seja, a solução não volta ao estado líquido, mesmo na presença de altas temperaturas (NUNES, 2013).
Figura 5: Mecanismo de geleificação da pectina ATM. Fonte: BOBBIO & BOBBIO, 2003.
Já para a pectina BTM, o processo de gelificação ocorre para qualquer percentual de sólidos solúveis, desde que se encontre na presença de íons metálicos di ou tri-valentes, geralmente o cálcio (Ca2+), e é independente da faixa de pH. A formação do gel ocorre
por ligações cruzadas de cálcio entre grupos carboxílicos livres, formando um modelo “egg-box” (Figura 6). Além disso, o gel formado é termorreversível (WILLATS; KNOX;
MIKKELSEN, 2006; NUNES, 2013; CHAN et al., 2017). Kastner, Einhourn-Stoll e Senge (2012) estudaram a influência do Ca2+ no processo de gelificação da pectina BTM
36 aumentou a velocidade de gelificação. Foi possível perceber que os mecanismos de gelificação, como interações hidrofóbicas e ligações de hidrogênio, por si só são insuficientes para a formação de gel na pectina BTM, necessitando da presença de íons Ca2+. Pereira et al. (2013) estudaram os parâmetros reológicos (perfil de textura e
resistência do gel) ao se utilizar CaCl2 e KCl em doces de goiaba sem adição de açúcar.
Foi possível perceber nesse estudo uma variação nas propriedades reológicas dependente do tipo e da concentração de sais utilizado, sendo que o CaCl2 foi mais eficiente para
melhorar a textura dos doces, principalmente no que diz respeito à força do gel (concentração de 0,33%). Já a adição de KCl favoreceu uma menor resistência do gel.
Figura 6: Mecanismo de geleificação da pectina BTM. Fonte: WALTER, 1991.
A utilização de pectinas em geleias influencia diversos aspectos além do processo de gelificação. Holzwart et al. (2013) estudaram a influência de diferentes pectinas, no processamento e estocagem, na estabilidade da cor e de antocianinas em geleias de morango. Esses mesmos autores perceberam que o tipo de pectina utilizado influenciou a estabilidade de antocianinas durante o armazenamento. Isso acontece devido a interação elestrostática entre os cátions carboxílicos dissociados dos grupos da pectina e os cátions dos flavonoides carregados positivamente, o que é mais presente nas pectinas amidadas e pectinas BTM. Esse estudo corrobora o de POIANA et al. (2013), que estudaram a influência de diferentes tipos de pectina na estabilidade da cor em geleias de amora-preta. Os resultados demonstraram que o tipo de pectina utilizada influenciou na retenção de compostos bioativos e na estabilidade da cor, sendo que a pectina amidada foi a que mais influenciou, seguida por pectina BTM e pectina ATM, respectivamente.
37
encontra em meio ácido as ligações glicosídicas α-1,4 sofrem hidrólise e os grupos esterificados são desmetoxilados, gerando hidroximetilfurfural e furfural como produtos de degradação. Porém essa reação não compromete a pectina, a não ser que a condição seja drástica (BOBBIO; BOBBIO, 1995). A taxa de hidrólise da pectina varia também em razão do teor de metoxilação da pectina, sendo que quanto maior esse teor, menor a taxa de hidrólise (KRALL; MCFEETERS, 1998; VORAGEN et al., 2009; LOCATTELLI, 2012). A hidrólise favorece uma redução da viscosidade, alterando a textura dos produtos (PEREDA et al., 2005).
Em meio alcalino ocorre uma desmetoxilação rápida e a degradação da ligação
glicosídica em β (C4), mecanismo chamado de β-eliminação (BOBBIO; BOBBIO, 1995).
A β-eliminação consiste na remoção do átomo de hidrogênio no carbono 5 do ácido galacturônico e, em seguida, ocorre a clivagem da ligação glicosídica no carbono 4 dos resíduos de ácido galacturônico, formando assim uma insaturação entre C-4 e C-5 (CHEN et al., 2014).
A hidrólise da pectina por ação enzimática ocorre pela ação de diferentes enzimas que atuam de distintas maneiras: as pectina esterases atuam removendo os grupos
metil éster, as despolimerases catalisam a clivagem de ligações do tipo α-1,4 dos ácidos D-galacturônicos e as protopectinases degradam a protopectina insolúvel formando pectina solúvel. A hidrólise enzimática ocorre em condições mais brandas de pH e temperatura (LOCATELLI, 2012).
Sila et al. (2006) estudaram a despolimerização não-enzimática da pectina de cenoura e puderam concluir que o pré-tratamento e a temperatura de processamento tiveram forte influência na degradação não-enzimática da pectina, sendo que o pré-tratamento reduziu a degradação enquanto que altas temperaturas tiveram efeito contrário.
38 2.4.2GOMAS (HIDROCOLÓIDES)
A utilização de gomas em geleias de baixo valor calórico tem sido empregada devido ao fato da pectina BTM, normalmente utilizada para elaboração dessas geleias, ser muito frágil podendo ocorrer sinérese durante o armazenamento, o que não é favorável. Gomas são utilizadas para atuar em sinergismo com a pectina favorecendo a formação de um gel mais elástico e rígido (NACHTIGALL et al., 2004; LI; NIE, 2016). As gomas mais comumente estudadas em alimentos são goma carragena, goma guar, locusta, xantana e gelana (SAHA; BHATTACHARYA, 2010; LEITE et al., 2012; LI; NIE, 2016).
2.4.2.1 Goma Carragena
A goma carragena é um polissacarídeo extraído de algas marrons e vermelhas, hidrossolúvel, aniônica, composta por resíduos de D-galactopiranose ligados por ligações
alternadas do tipo α (1,3) e β (1,4). Os três principais tipos de goma carragena são κ -carragena, λ-carragena e i-carragena (Figura 7a, b e c). Devido à sua propriedade de ligação com a água é bastante utilizada na indústria como agente gelificante e espessante (LEITE et al., 2012; MARTINS et al., 2012; DEMIRCI; YILMAZ; DEMIRCI, 2014).
39 (c)
Figura 7: Estrutura química da (a) ι carragena, (b) λ carragena, (c) κ carragena. Fonte: Imagens do Google
As carragenas do tipo κ e ι formam géis em soluções a baixas temperaturas,
formando uma rede tridimensional organizada. A formação de pontes de oxigênio entre
os monômeros da cadeia da carragena (κ e ι) favorece uma estrutura hidrofóbica, que
tende a formar duplas hélices a fim de proteger seus grupos hidrofóbicos na presença de água. Quando essas duplas hélices se agrupam origina-se uma estrutura tridimensional, responsável pela formação do gel. Quando exposta a altas temperaturas, essa rede se desorganiza, ocorrendo a fusão do gel (NUNES, 2013). Já a carragena do tipo λ é solúvel
a frio, não gelificante, mas produz soluções altamente viscosas (ADAMANTE; MINOSSO, 2012).
A goma carragena possui característica de ser solúvel em água, porém sua solubilidade é afetada por diversos fatores, como pH do meio, temperatura e presença de íons. Baixos valores de pH afetam a estabilidade da carragena, bem como altas temperaturas, provocando quebra de ligações glicosídicas, afetando sua estrutura (ADAMANTE; MINOSSO, 2012; NUNES, 2013). Além de fatores relacionados à força e resistência do gel, a utilização da goma carragena também pode estar relacionada com melhora na coloração dos produtos e alterações no teor de umidade (DEMIRCI; YILMAZ; DEMIRCI, 2014).
Nachtigall et al. (2004) estudaram os aspectos físicos, químicos e sensoriais de geleias light de amora-preta utilizando pectina BTM e gomas carragena e xantana em
diferentes proporções. Os resultados desse estudo demonstraram que a utilização de gomas nas geleias favoreceu melhora na consistência e sabor das geleias. Esse resultado corrobora com Granada et al. (2005), onde foi avaliado as características físicas, químicas, microbiológicas e sensoriais da geleia light de abacaxi. Foram utilizadas gomas
40 da goma carragena, locusta e xantana favoreceu um melhor aspecto na geleia em relação a todos os parâmetros avaliados.
Guimarães, Alves e Querido (2014) estudaram os parâmetros sensoriais e físico-químicos da geleia de mirtilo utilizando pectina BTM e a combinação das gomas xantana e carragena e foi possível perceber que adição de gomas influenciou na coloração das geleias, aumentando a aceitação das mesmas.
2.4.3INTERAÇÃO DOS AGENTES GELIFICANTES
Tem sido bastante utilizado pela indústria a combinação de gomas (hidrocolóides) em produtos alimentícios devido a seus efeitos sinérgicos, que favorecem uma melhora na qualidade do produto, além de benefícios econômicos devido à redução da quantidade de goma utilizada (LEITE et al., 2012; BRENNER et al., 2013; STEVENS et al., 2013; TOKER et al., 2013; DEMIRCI; YILMAZ; DEMIRCI, 2014). A união de dois ou mais hidrocolóides forma uma rede híbrida que não é facilmente interrompida por fatores físicos (STEVENS et al., 2013).
A textura do gel está relacionada com o número de moléculas que formam uma zona de junção. Quanto maior o número de moléculas na zona de junção, mais rígido será o gel. Alguns agentes gelificantes, como pectina BTM, quando utilizados isolados formam géis frágeis, sendo facilmente revertidos e provocando sinérese. Para que isso não aconteça são adicionados diferentes agentes gelificantes para que ocorra sinergia promovendo a formação de géis mais resistentes (LI; NIE, 2016). Existem também soluções de gomas que não gelificam isoladas, como a goma xantana, a goma locusta e a goma guar, mas quando em sinergia, formam géis firmes (ARENDT; BELLO, 2008).
41 Toker et al. (2013) estudaram o efeito da adição de diferentes gomas e suas interações nas propriedades reológicas de uma sobremesa láctea. Os autores perceberam que a mistura de diferentes gomas foi satisfatória para a melhoria das propriedades
reológicas. A mistura de gomas favoreceu um aumento do G’ (módulo de rigidez),
parâmetro avaliado nas propriedades viscoelásticas, sendo que quanto maior o G’, mais
fortes são as interações partícula-partícula e o tipo de rede é estruturada de forma estabilizada.
Arltoft, Madsen e Ipsen (2008) estudaram a relação da pectina e a goma carragena nas propriedades reológicas e sensoriais de sobremesas lácteas. Os autores perceberam que a utilização desses agentes gelificantes favoreceu a formação de um gel mais firme e resistente, devido à sinergia entre pectina-proteína do leite-goma carragena.
Vendramel, Candido e Campos (1997) avaliaram características reológicas e sensoriais de geleias com baixo teor de sólidos solúveis utilizando diferentes tipos de hidrocolóides e/ou a combinação entre eles. Os resultados demonstraram que a utilização de hidrocolóides de forma isolada ou associada permite melhora nas propriedades reológicas das geleias. Associação de goma guar/goma gelana e pectina/goma carragena tiveram um impacto benéfico na força do gel. Além disso, as geleias apresentaram boa aceitação sensorial.
2.5AGENTES DE CORPO
42 2.5.1 POLIDEXTROSE
A polidextrose (Figura 8) é um polissacarídeo não digerível, com baixo teor calórico (1 kcal/g), que possui funções semelhantes à da sacarose, exceto quanto à doçura e cristalização. É hidrossolúvel e sua estrutura é ligada aleatoriamente à glicose, com pequenas quantidades de sorbitol e ácido (PROBERT et al., 2004). Possui grau médio de polimerização e peso molecular médio de 2000 u. É bastante utilizado na indústria como agente de corpo (FLOOD; AUERBACH; CRAIG, 2004).
Figura 8: Estrutura química da polidextrose. Fonte: KONAR et al., 2016.
Após muitos estudos a Food and Drug Administration (FDA) aprovou, em 1982,
o uso da polidextrose como aditivo alimentar. É bastante utilizada como agente de volume para substituir o açúcar em alimentos que contenham baixo teor de açúcares. O estudo de Martínez-Cervera et al. (2012) demonstrou o efeito da adição de polidextrose em substituição ao açúcar em produtos de confeitaria e foi possível perceber uma melhora na textura, cor e volume.
Gomes et al. (2007) estudaram a influência de diferentes agentes de corpo nas características reológicas e sensoriais de chocolates diet e light. Eles utilizaram como
43 Os autores perceberam que a polidextrose influenciou positivamente no rendimento do doce e umidade. Em relação à luminosidade (L*) foi possível perceber que quanto maior a concentração de pectina e goma e menor concentração de polidextrose, maiores são os valores de L*.
Pereira (2012) avaliou o efeito de diferentes aditivos nas propriedades reológicas e sensoriais de goiabadas funcionais sem adição de açúcar. Em relação aos parâmetros reológicos avaliados, a formulação contendo polidextrose obteve menor coesividade, parâmetro relacionado com a manutenção das ligações das moléculas do gel, impedindo que esse escorra. Porém, ao realizar análise sensorial com o teste do ideal, foi possível perceber que a formulação contendo 20 % de polidextrose apresentou consistência ideal pelos provadores.
Devido à sua característica de baixa digestibilidade no intestino delgado, a polidextrose é aceita como fibra alimentar. Possui ação prebiótica, pois promove o crescimento de bifidobactérias, estimula o sistema imunológico, aumenta a concentração de ácidos graxos de cadeia curta e contribui para a redução do pH no cólon (FLOOD; AUERBACH; CRAIG, 2004; SRISUVOR et al., 2013). Probert et al. (2004) observaram o processo de fermentação in vitro utilizando um modelo de cólon humano, na presença
de diferentes tipos de prebióticos. Foi possível observo resultados demonstraram que a polidextrose apresentou efeito estimulador sobre as bifidobactérias do cólon, em concentrações de 1 e 2%. Flood, Auerbach e Craig (2004) estudaram a quantidade segura de ingestão de polidextrose para não ocorrência de efeitos adversos, como a diarreia, e concluíram que uma quantidade de 50 g/dia de polidextrose não promove efeitos laxativos.
2.6AGENTES CONSERVANTES
44 2.6.1 SORBATO DE POTÁSSIO
O sorbato de potássio (Figura 9) é um sal de potássio originado do ácido sórbico, que é um ácido orgânico de ocorrência natural muito utilizado como agente fungistático em alimentos. O sorbato de potássio é 50% mais hidrossolúvel e possui cerca de 74% da ação antimicrobiana quando comparado com o ácido sórbico e, apesar de o ácido sórbico ser mais eficaz em uma faixa mais ampla de pH, o sorbato de potássio é mais utilizado devido à sua maior solubilidade nos alimentos (LIM; MUSTAPHA, 2004).
Figura 9: Fórmula estrutural do sorbato de potássio. Fonte: SOUZA, 2013
45 O sorbato de potássio foi classificado como aditivo alimentar de acordo com a Portaria n° 540, de 27 de outubro de 1997, que define conservador como uma substância que retarda ou impede alguma alteração no alimento provocada pela ação de enzimas ou micro-organismos (BRASIL, 1997).
O estudo de Menezes et al. (2011) sobre a influência da embalagem e da adição de sorbato de potássio nas características físicas, físico-químicas e microbiológicas de doces de goiaba demonstrou que a presença de sorbato favoreceu a redução da atividade de água, que é um fator importante no crescimento de micro-organismos. Essa redução é decorrente da alta solubilidade dos sais de ácido sórbico, principalmente quando se utiliza altas temperaturas. Esses resultados corroboram estudo de Martins et al. (2011) que avaliaram a estabilidade de doces em massa de banana-prata utilizando ou não sorbato de potássio em diferentes temperaturas durante 165 dias de armazenamento. Foi possível perceber nesse estudo que houve influência do tempo, temperatura e utilização de sorbato de potássio na estabilidade dos doces, sendo que a utilização do sorbato influenciou a firmeza, teor de sólidos solúveis, adesividade, parâmetros de cor, como também na atividade de água, favorecendo uma redução deste parâmetro.
3 FATORES RELACIONADOS À ESTABILIDADE DE GELEIAS DE BAIXO
VALOR CALÓRICO
3.1 COR
O estudo das cores visa explicar a percepção de cores pelo ser humano, sua manipulação e os suportes e meios para exibi-las. A CIE (Commission Internationale de
l’Eclairage) é uma agência que regula uma série de padrões internacionais para medição
46 Figura 10: Espaço de cor CIELab. Fonte: NEIRO et al., 2013.
Um dos fatores relacionados à cor das geleias é a fruta base pela qual a mesma foi formulada, sendo que quando ocorre alterações na cor, é indicativo de degradação dos pigmentos da fruta. A avaliação da cor está diretamente relacionada à aceitação pelos consumidores, determinando a vida útil do produto (AZEREDO, 2012). O parâmetro de cor L*(luminosidade), que define o produto como mais claro ou mais escuro, é um parâmetro muito utilizado para avaliar a estabilidade de geleias em relação à cor porque está muito relacionado com a pectina. A pectina contribui para as alterações referentes à luminosidade, pois o estado amorfo produzido na geleia devido ao processo de formação de gel pela pectina tende a transmitir parte da luz incidida, dando o aspecto brilhante característico da geleia. Quando a pectina sofre degradação, esse aspecto é alterado (DIAS et al., 2011; POIANA et al., 2013).
Vários estudos analisaram a estabilidade da cor em geleias durante um período de armazenamento e concluíram que ocorre um decréscimo na coloração de geleias com o tempo de armazenamento (CARDOSO, 2008; ARÉVALO-PINEDO et al., 2013; POIANA et al., 2013; MAZUR et al., 2014; OLIVEIRA et al., 2014; TOUATI et al., 2014). O decréscimo da cor em geleias ocorre, geralmente pela degradação de pigmentos (carotenoides, clorofila, compostos fenólicos) presentes na fruta, devido principalmente à presença de luz, levando ao escurecimento da geleia. Pode ocorrer decréscimo da coloração também devido à temperatura de armazenamento, tipo de pectina utilizada, reação de Maillard, dentre outros (DIAS et al., 2011).
47 embalagens de vidro transparentes para armazenar as geleias. Além disso, pode ter ocorrido a síntese de compostos escuros não enzimáticos que são produzidos pela reação de Maillard ou também pela oxidação de pigmentos presentes.
Outro estudo, realizado por Arévalo-Pinedo et al. (2013), verificou a estabilidade de geleias de araticum, nas formulações convencional e light, armazenadas durante 6
meses em temperatura ambiente. Em relação à cor, houve maior perda de coloração na geleia light devido à perda dos pigmentos e escurecimento não enzimático, sendo
observado, principalmente pela redução da luminosidade e aumento da coloração amarela (b*).
Cardoso (2008) estudou a estabilidade da cor de geleia de jambo armazenadas em diferentes temperaturas (25 °C e 35 °C) na presença e ausência de luz. Foi possível perceber um decréscimo no valor de L* durante o armazenamento e aumento da cor vermelha (a*) e amarela (b*) durante o armazenamento, todos observados na ausência de luz e maior temperatura.
3.2UMIDADE
48 ligada é aquela que apresenta fortes ligações com os componentes dos alimentos, não se encontrando disponível para reações bioquímicas e/ou crescimento de micro-organismos (BOLZAN, 2013).
Durante o armazenamento, alterações de umidade podem representar maior probabilidade de deterioração dos alimentos. A embalagem na qual o alimento é
acondicionado deve garantir proteção contra passagem de vapor d’água para o alimento, que irá aumentar a atividade de água e, consequentemente, o risco de deterioração microbiológica (VASQUES et al., 2006).
Quando o alimento entra em contato com o ar ambiente, em condições de temperatura e umidade relativa constantes, pode ocorrer adsorção de umidade do meio, alcançando uma umidade de equilíbrio. Esse fenômeno pode ser estudado pelos isotermas de adsorção de umidade, que consiste em representações gráficas correspondentes à umidade de equilíbrio (ASCHERI; MARTUCCI, 1995). A isoterma de adsorção é obtida por meio do cálculo do ganho de peso do alimento após o contato com o ambiente e consequente absorção de água. Alimentos ricos em açúcares tendem a absorver água do ambiente e a temperatura à qual os alimentos são armazenados influenciam esse processo, sendo que altas temperaturas diminuem a absorção de água do ambiente (AL-MUHTASEB; McMINN; MAGEE, 2002).
Vasques et al. (2006) ao estudarem a vida-de-prateleira de maçãs desidratadas perceberam que a embalagem utilizada influenciou o ganho de umidade durante 360 dias de armazenamento. Maçãs armazenadas em embalagens tipo PET/Saran/PE (polietileno tereftalato/poli(cloreto de vinilideno)/polietileno) ganharam maior umidade ao longo do armazenamento, quando comparadas com as armazenadas em embalagens PET/Al/PE (polietileno tereftalato/alumínio/polietileno) e PP/Al/PE (polipropileno/alumínio/polietileno). Este resultado é devido ao elevado valor de permeabilidade ao vapor de água que a primeira embalagem apresenta.
49 solutos e consequentemente, haverá uma ligação desses solutos à água, reduzindo a quantidade de água disponível (CONCEIÇÃO, 2009). Porém, Moura et al. (2009), em seu estudo sobre a estabilidade de geleias light de morango e goiaba durante 180 dias de
armazenamento em diferentes temperaturas, perceberam que houve um aumento da atividade de água nas geleias light, provavelmente devido à redução do açúcar, o que
evidencia a necessidade da utilização de conservantes em geleias light.
Ferreira (2013) estudou a composição de geleias de morango adoçadas com suco de frutas, edulcorante ou açúcar. Realizando as análises físico-químicas foi possível perceber que as geleias adoçadas com edulcorante e suco de frutas apresentaram maior valor de atividade de água, devido à redução do açúcar.
3.3pH
Segundo Azeredo (2012), o pH é definido como:
𝑝𝐻 = log 1
[𝐻+]= − log[𝐻+ ] Eq. 1
Quando se reduz uma unidade de pH ocorre aumento de 10 vezes na concentração de H+. Desta forma, há tendência de as geleias tornarem-se mais ácidas com
o tempo de armazenamento devido interações entre componentes do produto, como por exemplo, adição de ácidos pode favorecer liberação de íons H+, além disso, também pode
